贵州省开阳县双流镇用沙地热水找矿前景浅析_周茂林.pdf

2021年第1期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-04-11修回日期 2020-04-30 第一作者简介 周茂林 （1979-） ， 男 （汉族） ， 重庆人， 高级工程师， 现从事矿区水工环、 地质灾害调查、 评估及鉴定等工作。 贵州省开阳县双流镇用沙地热水找矿前景浅析 周茂林*， 斯恩智， 侯江勇 （贵州省地矿局117地质大队， 贵州 贵阳 550018） 摘要 开阳县用沙地区具有较好的形成地热的地质环境， 通过对调查区地质、 水文地质特征的阐 述， 结合现场地热地质调查， 初步判断该区具有较好的地热水找矿前景， 并对下一步工作做了初步建 议。 关键词 地热水； 找矿前景； 用沙； 贵州 中图分类号 P64 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202101-0163-04 1调查区地热地质条件 调查区位于扬子陆块上扬子地块黔北隆起区 凤冈南北向隔槽式褶皱变形区 ［1］， 调查区区内有洋水背 斜经过， 走向大致南西北东向， 背斜轴两翼发育有一 定数量的断层， 断层受背斜控制， 走向与背斜轴走向基 本一致， 位于调查区内的断层主要有F2、 F3及F4断层。 根据1 ∶ 20万息烽幅区域地质资料 ［2］， F 2、 F3为正断层， 倾向南东， 倾角36～45， F2断层在半边街附近与F3断 层相交， F3调查为区域内深大断层， 断距约100m。F4 调查为逆断层， 倾向南东， 倾角50， 断距大于100m。 区内出露地层较全， 从二叠系阳新统茅口组至南 华系上统南沱组均有出露， 其间部分地层缺失 （具体见 图1） 。含碳酸盐岩岩溶水地层主要有二叠系栖霞茅 口组、 寒武系娄山关石冷水高台组、 寒武系清虚 洞组及震旦系灯影组， 岩性主要为灰岩、 白云岩等， 含 水介质主要为裂隙溶洞、 溶洞管道及溶孔溶隙等 ［3］， 富 水性中等至强； 含基岩裂隙水地层主要有寒武系金鼎 山明心寺牛蹄塘组、 南华系南沱澄江组等， 岩性 主要为砂页岩、 变质岩等， 含水介质为风化裂隙， 富水 性弱。 调查区周边有多处地热温泉存在， 调查区以北约 30km有著名的息烽温泉， 南西部约10km处为白马峪 温泉， 此外， 位于调查区北部外围约1km处洋桥附近有 自流温泉出露， 据开阳幅1 ∶ 5万区域水文地质资料， 流 量为6.3L/s， 水温为23C， 调查区外围南西部约3km处 热水地区有自流温泉出露， 流量为 10.7L/s， 水温为 22.5C。 以上人工温泉及天然出露温泉总体地热地质条件 与调查区基本一致， 天然温泉多分布于靠近背斜轴的 核部位置， 以上升泉的形式出露于地表， 人工温泉多位 于背斜轴南东翼的寒武系娄山关石冷水高台组地 层中。根据已有资料及综合分析研究， 区域内受洋水 背斜控制的北东向深大断裂F3控制着深部热流向上 传导和集中， 形成高异常热流带， 也控制着调查区地热 异常区的形成与分布、 地下热水的赋存。 2地热水控热条件 F3断层位于洋水背斜的南东翼， 靠近背斜核部， 受 背斜影响， 断层走向北东， 倾向南东， 倾角36， 为一区 域性深大断裂 （见图2） ， 调查区内走向长度约11km， 根 据区域地质资料， 该断层为正断层， 地层断距约 100m。断层切错于震旦系灯影洋水组、 南华系南 沱澄江组、 甚至下伏青白口系清水江组地层中。因 其规模大、 倾角较陡、 切割深， 且多期活动， 可能使深部 软流层沿深断裂带隆起， 使地热集中于断裂带 ［4］； 另外 由于构造地应力的作用， 带内近似垂直于地面的断裂 面、 节理裂隙面、 片理、 劈理面密集， 断裂带在特定的岩 石结构及构造条件下， 因热传导各向异性的热效应， 沿 断裂带垂直向上的导热性能优于其他方向， 使底部及 周围上行的传导热流向断裂带， 并集中向上传导。因 此， F3深大断裂控制着深部的温度场， 传热机制以传导 热为主。 调查区热储类型为构造型热储， 地下水通过断层 或断层破碎带进行循环对流， 在径流过程中不断吸收 围岩的热量， 同时还有部分地下热水补充， 成为地热井 163 2021年第1期西部探矿工程 的主要热源。因此， 调查区地热的来源主要为通过传 导和对流来自深部的大地热流。 3地热水文地质特征 3.1含水热储层、 隔水保温盖层情况与特征 根据区域地层岩性与水文地质条件分析， 区域上 有上震旦系灯影组地热水第一热储层。也是贵州目前 在开发利用地热水的热储层； 热储层本身含水性较好， 保温盖层结构好， 形成地热水的地质条件良好。 调查区主要为震旦系灯影组地层内的热储层， 厚 度约300m。岩性主要为灰至灰白色中厚层状白云岩， 岩层中节理、 裂隙较发育， 且随着深度的增加， 结构面 发育程度逐渐减弱， 含水介质为溶孔孔隙， 含水均匀， 富水性中等。其热储层厚度较大， 含水较丰富。 隔水保温盖层发育并保存完好， 盖层主要为寒武 系金鼎山明心寺牛蹄塘组地层， 厚度约600m。地 层岩性主要为粉砂质粘土岩、 粘土岩及炭质粘土岩等， 岩石中节理裂隙等结构面不发育， 含水介质多为表层 风化裂隙， 富水性弱。是良好的隔水保温盖层。现将 调查区地热水储、 盖层水文地质特征列入表1。 3.2地热水循环与富集 一般来说， 地热水的循环与地下水的循环具有一 致性， 其循环运行是一个区域性的循环系统， 地热水的 补、 径、 排也是在区域水文地质单元内完成的。所不同 的是地热水是经过地下热源加热后的地下水， 地热水 的形成与富集需具备以下地质条件 ①有地下热源存 在； ②具有未遭破坏的含、 隔水层配套组合； ③具有良 好水源补给条件。 调查区内热源为大地深部的热流， 热储类型为 164 2021年第1期西部探矿工程 构造型热储， 通过垂直向上传导和对流热量； 含水层、 相对隔水层配套组合良好， 且未遭到任何破坏； 调查区 年降雨量丰沛 （1258mm） ， 地下水补给来源主要为大气 降水， 区内地下水具有良好的补给条件； 调查区距离开 阳县城约14km， 距离省会贵阳约60km， 交通便利， 区 位优势明显。综上所述， 调查区具有较好的地热水找 矿及发展前景。 4下步工作建议 根据现场踏勘及结合已有资料分析， 区内具有较 好的地热成井条件， 下步工作建议如下 （1） 开展调查区内1 ∶ 1万地质、 水文地质测绘， 初步 确定重点靶区； （2） 对其开展地球物理探查， 查清F3断层深部的具 体情况及灯影组的含水情况； （3） 综合确定地热钻探孔位， 编制地热井实施方 案； （4） 对确定的孔位， 进行钻探验证， 对上部冷水层 做止水处理， 终孔后做抽水实验及取样分析。 5结论 （1） 调查区周边地热资源相对丰富， 地热地质条件 基本一致， 形成地热的地质条件良好。 （2） F3深大断裂控制着深部的温度场， 传热机制以传 导热为主， 热储类型为构造型热储， 地热的来源主要为通 过传导和对流来自深部的大地热流。（下转第175页） 地层单元 娄山关群 （∈3-4L） 石冷水组 （∈3sh） 高台组 （∈3g） 清虚洞组 （∈2q） 金顶山组 （∈2j） 明心寺 （∈2m） 牛蹄塘组 （∈1-2n） 灯影组 （Pt3b3∈1dy） 厚度 （m） 507～634 0～276 0～36 204～345 89～102 365～469 126～138 239～352 水文地质特征 中厚层白云岩， 含水丰富 白云岩、 泥质白云岩， 含水性中等。区内施工的钻孔未在 该层内发现大量涌水 中厚层灰岩、 白云质灰岩， 含水丰富 粉砂质粘土岩、 粘土岩及炭质粘土岩等， 富水性弱， 为相对 隔水层 中厚层白云岩， 含水丰富 储、 盖层及单元划分 冷水层， 钻探 时须做止水处 理 盖层 储热层 第一储 集单元 表1调查区地热水储、 盖层水文地质特征 165 2021年第1期西部探矿工程 成因探讨[J].地学前沿， 2013， 20 （4） 104-114. 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